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¿Quieres una instalación autónoma e independiente con paneles solares?

Una de las formas de utilizar la energía fotovoltaica es instalar un sistema aislado de la red eléctrica. A continuación hablaremos sobre este tipo de instalación. Lo mas importante y que debes conocer es el consumo eléctrico de tu sistema, antes de diagramarlo.

En este artículo veremos como hacer ona instalción autónoma o independiente de la red eléctrica. Esta instalción puede ayudarlo a disfrutar de la electricidad en lugares que se encuentran alejadas de la red de distribución de electricidad.

¿Quieres una instalación autónoma e independiente con paneles solares?

Con los paneles solares puede realizar una llamada instalación autónoma. Esto significa que no necesita electricidad de la red eléctrica. Encontrará instalaciones autónomas en , barcos, autocaravanas y ubicaciones remotas. A veces es puro lujo, a veces es necesario.

Componentes necesarios

Para una instalación solar autónoma necesita al menos las siguientes partes:

  • Paneles solares . Capturan la luz solar (fotones) y la convierten en energía eléctrica.
  • Batería . La batería almacena temporalmente la energía de los paneles solares y la pasa a los consumidores (= su equipo eléctrico)
  • Controlador de carga . Esto convierte el voltaje eléctrico variable de los paneles solares en un voltaje de carga que puede usarse para la batería. Siempre es necesario un controlador de carga, un panel solar no puede conectarse directamente a una batería.
  • Cableado entre el panel solar y el controlador de carga y entre el controlador de carga y la batería. Un cable de la batería para conectar a los consumidores o al inversor.
  • Fusibles en todo el cableado

Luego se verá así (falta el controlador de carga requerido en la imagen):

¿Quieres una instalación autónoma e independiente con paneles solares?

¿También quieres 230 voltios? Luego se requiere un convertidor de 12 a 230 voltios

Por lo general, también es necesario un inversor (inversor) de 12 (o 24) a 230 voltios. Una batería de 12 (o 24) voltios tiene un voltaje demasiado bajo para electrodomésticos normales. Un inversor o inversor convierte el bajo voltaje de CC en un alto voltaje de CA. El inversor al que nos referimos aquí es un inversor autónomo al que puede conectar directamente equipos de 230 voltios y que no necesita estar conectado a la red eléctrica.

Paso 1: ¿Qué equipo terminal quieres usar?

Para determinar cuántos paneles solares necesita y qué tan grande debe ser la batería, el controlador de carga y el inversor, deberá responder la siguiente pregunta:”¿Qué equipo quieres usar y cuántas horas al día se usa?”
Si esta pregunta no puede responderse de inmediato, piénselo.

De lo contrario, no se puede hacer un buen cálculo. Entonces tendrá una buena idea de la viabilidad de su proyecto. Si es posible, haga esto con su (s) pareja (s) para que todos sepan qué esperar. En cualquier caso, aprende a pensar muy consciente de la energía con este ejercicio.

Ejemplo práctico:

Tienes una casa en el bosque y quieres usar equipos eléctricos allí:

  • 3 lámparas de bajo consumo de 10 vatios cada una = 30 vatios en total. Desea mantenerlos encendidos durante 3 horas al día.
  • Desea utilizar una máquina de café de 1000 vatios por día durante 10 minutos.
  • Una computadora portátil de 80 vatios, utilizada durante 2 horas al día
  • Un pequeño televisor LED de 40 vatios, 2 horas al día.

Además, los siguientes principios:

  • Todos los electrodomésticos funcionan con 230 voltios.
  • No tienes conexión a la red
  • No desea utilizar un generador, pero elija una instalación solar ‘verde’

Paso 2: Cálculo del inversor requerido de 12 a 230 voltios

La potencia total si el equipo anterior funciona simultáneamente en cualquier momento es 30 + 1000 + 80 + 40 = 1150 vatios. Por lo tanto, necesita un inversor de 12 a 230 voltios de al menos 1200 vatios, le recomendamos una potencia ligeramente mayor de 1500 vatios. Entonces tienes espacio para equipo extra.

Luego viene una parte un poco más complicada del cálculo, es decir, la capacidad de la batería. Siempre se especifica en Ah = amperios horas. En otras palabras, cuántas horas puede proporcionar la batería una corriente determinada. Por ejemplo, una batería de 100 Ah puede teóricamente suministrar 1 amperio de potencia durante 100 horas. O 10 amperios por 10 horas (porque 10 amperios por 10 horas son 100 Ah nuevamente).

También puede convertir amperios horas a vatios hora (Wh). Esto se debe a que el voltaje por la corriente es la potencia (vatios). 1 amperio a 12 voltios es 12 vatios. En otras palabras, la batería ideal de 100Ah 1200Wh. Eso es 12 vatios por 100 horas. O 120 vatios por 10 horas. O 1200 vatios por 1 hora. Y luego está completamente vacío.

Paso 3: cálculo de la batería requerida

  • 3 lámparas de bajo consumo durante 3 horas = 3 piezas x 10 vatios x 3 horas = 90 Wh
  • Cafetera: 1000 vatios x 0.1666 horas = 166 Wh
  • Laptop: 80 vatios x 2 horas = 160 Wh
  • TV: 40 vatios x 2 horas = 80 Wh

Wh total por día: 496 Wh

Debido a que la potencia (vatios) = voltaje (V) multiplicado por la corriente (A), necesita 496/12 = 41.3 Ah por día con una batería de 12 voltios.

Luego viene la siguiente pregunta:

“¿Cuántos días quieres tender un puente sin que los paneles solares carguen la batería?”

¡Una pregunta muy realista! En días lluviosos no debe imaginarse gran parte de la energía suministrada por los paneles. Y luego la batería funciona casi por completo con la energía almacenada de la batería. Cuando vuelve a salir el sol, la batería se vuelve a llenar.

Supongamos que quieres unir dos días. Luego necesita una batería de 12 voltios de al menos 2 veces 41.3 = 83 Ah. Debido a que una batería de plomo nunca debe descargarse por completo, pero hasta un promedio del 50%, definitivamente necesita una batería de 160 Ah. Esto también puede ser 2 baterías conectadas en paralelo de 80 Ah.

Paso 4: cálculo de los paneles solares necesarios

Si después de 2 días hay 4 horas de sol (a plena luz) nuevamente, la batería debe recargarse completamente durante estas 4 horas para poder puentear los próximos dos días sin sol. Cada dos días usamos 2 veces 496 = 992 Wh, por lo que la capacidad del panel solar debe ser 992 Wh / 4 horas = 248 vatios.

Debido a que la potencia de los paneles siempre se especifica en función de la potencia teóricamente posible, elegimos paneles solares con un poco más de potencia, por ejemplo, 3 paneles de 100 vatios. Conectamos estos paralelos entre sí (más y menos juntos). De esta forma, juntos forman un gran panel de 300 vatios.

¿Por qué no un gran panel de 250 vatios?

Parece muy tentador elegir un panel solar de 250 vatios. Estos son los paneles que también se colocan en casas residenciales.
El problema es que estos paneles generan un alto voltaje de CC, generalmente casi 40 voltios. Este voltaje de CC es realmente demasiado alto para convertirlo eficientemente a 12 voltios.

Los paneles funcionan realmente por debajo de su punto de funcionamiento óptimo. Es por eso que elegimos paneles más pequeños de 100 o 150 vatios en sistemas de 12 voltios. Los paneles grandes se pueden utilizar en instalaciones autónomas de 24 voltios. Pero tienen una serie de peculiaridades que describiremos en otro artículo.

Finalmente, el controlador de carga: debe ser capaz de manejar una potencia de 300 vatios desde los paneles. En una batería de 12 voltios, esto significa un controlador de carga con una capacidad de corriente de al menos 300/12 = 25 amperios. Elegimos algo más espacioso, 30 amperios.

Conclusión

Si queremos usar nuestro equipo durante 2 días sin sol, donde (en promedio) después de 2 días hay 4 horas de pleno sol, necesitamos:

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  • Tres paneles solares de 12 voltios de 100 vatios.
  • Una batería de 12 voltios de 160 Ah (posiblemente baterías más pequeñas conectadas en paralelo, por ejemplo, 2 baterías de 90 Ah Robustak )
  • Un regulador de carga de 12/24 voltios de 30 amperios. Por ejemplo, este controlador Steca 30 amp con lujosa pantalla LCD
  • Un inversor de 1500 vatios.